Les observations rapides du télescope spatial James Webb (appelé aussi Webb ou JWST) ont permis de détecter la galaxie hôte d’une supernova, une étoile massive en fin de vie. Ces observations vérifient ainsi les données recueillies par les télescopes du monde entier, qui avaient suivi mi-mars l’indicateur de l’explosion de cette étoile, appelé « sursaut gamma ». Ce qui est exceptionnel, c’est que l’étoile identifiée par Webb s’est éteinte alors que l’Univers n’avait que 730 millions d’années, soit 5% de son âge actuel ! C’est la première fois que le télescope, pour lequel le CNES a fourni l’imageur Mirim, observe un événement aussi lointain et aussi ancien.

Le phénomène de supernova est généralement visible pendant plusieurs semaines, avant de s’éteindre lentement. La lumière de la supernova observée par James Webb est quant à elle restée visible pendant plusieurs mois ! Les observations du satellite ont été intentionnellement réalisées trois mois et demi après la fin du sursaut gamma, qui ne dure pour sa part que de quelques secondes à quelques minutes, la supernova étant alors à son apogée.

Si ce phénomène a duré si longtemps, c’est parce que l’explosion de cette étoile est intervenue de manière très précoce dans l’histoire de l'Univers. Sa lumière s’est donc diffusée au fur et à mesure que le cosmos s’est étendu pendant des milliards d’années. Or, plus la lumière s’étire, plus le temps durant lequel l’événement demeure visible s’allonge également. 

Un travail d'équipe avec SVOM et les télescopes terrestres

Les sursauts gamma sont extrêmement rares. Les plus courts proviennent généralement de la collision de deux étoiles à neutrons, ou d'une étoile à neutron et d’un trou noir. Les plus longs, comme celui-ci, sont souvent liés à la disparition d’étoiles massives.

C’est le satellite franco-chinois SVOM, lancé en 2024 pour détecter les sursauts gamma de l’Univers, qui a émis la première alerte, le 14 mai 2025. En une heure trente, l’observatoire de la NASA Neil Gehrels Swift Observatory a pointé la source dans le ciel, afin de déterminer sa distance par rapport au JWST. Puis c’est le Nordic Optical Telescope des Canaries qui a détecté une rémanence infrarouge d’un sursaut gamma, révélant que cette observation était extrêmement lointaine. Enfin, le télescope européen Very Large Telescope au Chili a estimé la distance de l’objet à 730 millions d’années après le Big Bang. Une observation exceptionnelle : au cours des 50 dernières années, seuls quelques rares sursauts gamma datant du premier milliard d’années de l’Univers ont étés repérés. 

Des similarités frappantes avec ​​des supernovae voisines et plus récentes

Non seulement cette supernova et la plus lointaine et la plus ancienne jamais observée, mais elle présente également des similitudes troublantes avec des supernovae plus proches et plus récentes. Ce qui a intrigué les chercheurs… et reste à ce jour un mystère. 

Nous ne connaissons en effet pas grand-chose du premier milliard d’années de l’Univers. Les premières étoiles contenaient probablement moins d’éléments lourds, étaient plus massives et avaient une durée de vie plus courte. Ces étoiles massives ont également joué un rôle au cours du processus dit « de réionisation » de l’Univers, alors qu’un brouillard de gaz absorbant la lumière existait entre les galaxies : elles ont peu à peu ionisé cette matière opaque, permettant à la lumière de circuler dans l’espace.

Mais pour que les chercheurs puissent déterminer pourquoi une supernova aussi ancienne est similaire aux supernovas proches, davantage de données sont nécessaires pour mettre en évidence les différences entre elles. L'équipe a obtenu l’autorisation de réutiliser James Webb pour observer d'autres sursauts gamma anciens dans l’espoir d’utiliser leur rémanence comme traceur des galaxies primitives. Affaire à suivre !